Trenutno se u dalekovodima električne mreže koristi veliki broj kompozitnih izolatora koji čine oko 50% potrošnje linijskih izolatora, od čega veći udio čine linearni tornjevi. Gotovo svi linearni stubovi u jako zagađenim područjima koriste kompozitne izolatore. Kompozitni izolatori su riješili problem preskoka zagađenja koji je mučio električnu mrežu dugi niz godina sa odličnim performansama protiv zagađenja, ali se s vremena na vrijeme javljao problem isključenja žice. Za jednostruke tornjeve, kada se kompozitni izolator pokvari, linija će često pasti na tlo, donoseći socijalnu sigurnost. Ogromna prijetnja, za kule s više žica, kada se struna pokida, to će također utjecati na tornjeve i druge izolatore, što će uticati na pouzdanost linije. Sa drastičnim smanjenjem stope prekida zagađivanja u posljednjih nekoliko godina, isključenje žice postalo je važan problem s kojim se suočavaju kompozitni izolatori.
Višestruki razlozi mogu uzrokovati lomljenje žice kompozitnog izolatora. Mnogo je razlika u izgledu i rezultatima testova. Jednom kada dođe do loma strune, vrlo je važno precizno pronaći uzrok loma žice za naknadno odlaganje. U isto vrijeme, sumirajte razloge za lomljenje žice izolatora i provjerite pristup mreži izolatora'. To je od velikog značaja. Stoga, ovaj članak govori o razlozima pucanja niza kompozitnih izolatora, te kako ih analizirati i provjeriti.
2. Klasifikacija i karakteristike loma kompozitnih izolatora
Prekinute žice kompozitnih izolatora mogu se podijeliti u tri tipa: kidanje vanjskim silama, krhki lom i propadanje. Među njima je vrlo malo slučajeva kidanja vanjskom silom, a krhki lom i propadanje su glavni tipovi rupture strune.
2.1 kidanje vanjskom silom
Uzroci kidanja vanjske sile često su ekstremni vjetrovi, jako zaleđene linije, skokovi s leda, itd. U tim slučajevima, kompozitni izolator je napregnut izvan dizajna, što uzrokuje prekid veze.
U cjelini, dio izolatora koji kontroliše mehaničku čvrstoću je općenito vrat s kugličnom glavom, odnosno kada je samo pod vlačnim naprezanjem, lopta se često prva slomi. Međutim, kada je podvrgnut kombiniranom djelovanju torzijskog naprezanja, vlačnog naprezanja ili tlačnog naprezanja, spojni dio kompozitnog izolatora okov-trn je najslabiji, pa se položaj loma često nalazi na spoju okov-trn.
Kompozitna jezgra izolatora izrađena je od staklenih vlakana visoke čvrstoće. Kada je djelomično oštećena, a zatim pokidana kombinovanim djelovanjem torzijskog naprezanja i vlačnog naprezanja, prijelom jezgre šipke je često neravnomjeran, a neka vlakna imaju oblik metle, bez tragova karbonizacije na lomu.
2.2 Krhki lom (napregnuta korozija)
Krhki lom je glavna vrsta odvajanja strune koja se javlja u ranoj primjeni kompozitnih izolatora. Proces loma je praćen procesom korozije pod naponom, a mjesto loma može biti locirano unutar spojnice i blizu spoja između spojnice i šipke jezgre.
Najočiglednija karakteristika krtog loma je da je većina loma ravan i gladak, presjek je okomit na os trna, a tipična morfologija loma
2.3 Korupcija (karbonizacija trna)
Pokvareno lomljenje je posljednjih godina postalo glavni oblik lomljenja kompozitnih izolatorskih struna. Punjenje strune je praćeno dugotrajnim unutrašnjim procesom pražnjenja, a lom se uglavnom nalazi blizu visokonaponskog kraja kompozitnog izolatora.
Glavna karakteristika izgleda raspadnutog loma je značajna karbonizacija (crnjenje) trna, a prijelom je neravnomjeran i vidljivo je navoje, tipična morfologija loma
3. Uzrok i razvojni proces pokidane žice
Među tri vrste polomljenih žica, vjerovatnoća kidanja vanjske sile je izuzetno mala, a proces je jednostavan i lako ga je analizirati u ekstremnim vremenskim uvjetima. Stoga se u ovom članku samo predstavljaju uzroci, proces razvoja i metode analize krtog loma i propadanja.
3.1 Krhki lom
Krhki lom je općenito praćen procesom korozije pod naponom. Izolator nosi težinu žice i podvrgnut je napetosti. Kada šipka jezgra iz nekog razloga uđe u kiselu tečnost, kisela tečnost će korodirati štap sa jezgrom. Šipka jezgre koja nije otporna na kiselinu koja se koristi u ranom kompozitnom izolatoru je pod napetošću. Pod kombiniranim djelovanjem korozije, na šipki jezgra postupno se pojavljuju pukotine, a pukotine se postupno šire sve dok preostale šipke jezgre ne mogu izdržati vlačnu silu i slomiti se.
Iz navedenog se može vidjeti da postoje dva glavna uvjeta za krti lom: kvar zaptivke, a štap jezgra je šipka jezgra koja nije otporna na kiselinu. Osim toga, pojava pukotina uvelike ubrzava nastanak krtog loma. Prema stvarnim slučajevima, proces razvoja krtog loma ima sljedeće dvije kategorije:
① Neispravnost zaptivanja - šipka jezgra je vlažna - dolazi do unutrašnjeg pražnjenja - stvara se kisela supstanca - korozija pod naponom - šipka jezgra je krhka;
② Nedostaci u proizvodnji koji su ostali na kraju (klinasta struktura) - kvar zaptivke - kisele supstance u atmosferi ulaze - korozija pod naponom - krhki lom štapa.
Struktura klina treba da zabije klin u kraj šipke jezgra, što lako ostavlja mikro pukotine u šipki jezgra. Kada je zaptivanje normalno, stopa rasta mikro pukotina je veoma spora. Kada zaptivanje pokvari, gornje pukotine će postati početna tačka korozije pod naponom.
Postoje tri tipa kvara zaptivača:
① Neispravnost krajnjeg zaptivača: zaptivač je napukao, ili je kraj oštećen tokom ugradnje, što dovodi do kvara zaptivke.
② Oštećenje omotača dovodi do kvara brtve:
O. Materijal omotača je loš, a omotač je korodiran vanjskim pražnjenjem; po kišnom vremenu na površini kompozitnog izolatora doći će do koronskog pražnjenja, a kraj će lako izgorjeti visokotemperaturnim lukom kada ga udari grom. Ako omotač nema dovoljnu električnu otpornost na koroziju, pod gore navedenim okolnostima, lako je napuknuti i uzrokovati da se šipka jezgra navlaži.
B. Nepravilna konfiguracija prstena za izjednačavanje uzrokuje prekomjerno koronsko pražnjenje i eroziju omotača; Nepravilna ugradnja prstena za izjednačavanje ili nepravilan odabir parametara će uzrokovati jako koronsko pražnjenje na visokonaponskom kraju, a dugotrajni efekti će oštetiti plašt i uzrokovati šipke jezgra. Vlažno.
③ Postoji problem na interfejsu omotač-trn, a vlaga ulazi u trn kroz difuziju.
3.2 Propadanje
Trenutno, većina kompozitnih izolatora u radu koristi šipke jezgre otporne na kiselinu, tako da je vjerovatnoća krtog loma znatno smanjena, a propadanje je postalo glavni oblik lomljenja izolatorske žice. Propadanje je često praćeno dugotrajnim pražnjenjem unutar trna, a energija koja se stvara postepeno uzrokuje promjenu strukture trna. S jedne strane, smola koja namotava i fiksira stakleno vlakno se raspada i struktura staklenih vlakana postaje meka. S druge strane, stakleno vlakno je karbonizirano, a mehanička svojstva su značajna. Spuštajte dok trn ne može' da izdrži opterećenje i ne pukne.
U ovom procesu, unutarnji defekti se razvijaju duž radijalnog smjera jezgre štapa, a razvijaju se i duž aksijalnog smjera. Unutrašnji kanal za pražnjenje se stvara u šipki jezgra.
Prema porijeklu unutrašnjeg pražnjenja štapa jezgra, raspadanje se može podijeliti u sljedeće dvije kategorije:
① Oštećenje zaptivke (kvar krajnjeg zaptivača ili oštećenje omotača) - šipka jezgra je vlažna - dolazi do unutrašnjeg pražnjenja - proizvodi se kiselina - šipka jezgra je karbonizirana - raspadnuta;
Porijeklo unutrašnjeg pražnjenja ove vrste rupture je kvar krajnjeg zaptivača i oštećenje omotača. Razlog je isti kao i kod gore opisanog krtog prijeloma. Može se vidjeti da čak i ako se koristi trn otporan na kiselinu, sve dok zaptivka pokvari, i dalje će doći do kidanja strune!
② Postoje unutrašnji defekti u šipki jezgra — prodiranje vlage — ispuštanje unutar — stvaranje kisele supstance — korozija omotača — pojačano unutrašnje pražnjenje — karbonizacija šipke jezgra;
Unutrašnji defekti trna su generalno uzrokovani lošim interfejsom trna i omotača, kao što su loše vezivanje, rupe za vazduh koje ostaju na interfejsu, itd. Loše vezivanje će dovesti do odvajanja i unutrašnjih vazdušnih praznina. Ključni proces ovog tipa lomljenja strune je sljedeći: površina omotača je netaknuta, ali je vlaga ušla u jezgro štapa. Razlog je taj što kada se unutar štapa jezgra stvori zračni jaz, vanjska vlaga može ući u štap jezgra kroz proces difuzije.
4. Metoda analize prekinutih struna
Lako je dobiti tragove iz meteoroloških informacija za prekide žice uzrokovane kidanjem vanjske sile. Stoga se ovdje razmatra samo analiza krhkosti i propadanja. Kada dođe do loma strune, prvo procijenite da li je tip loma strune krti lom ili truli lom prema obliku i lokaciji loma, a zatim odaberite odgovarajuće ispitne stavke za verifikaciju na osnovu mogućih uzroka opisanih gore.
4.1 Krti lom
Ako se procijeni da je krhki lom, prema gore navedenom, to može biti lomljenje strune uzrokovano kvarom zaptivke + trna koja nije otporna na kiselinu ili preostali proizvodni nedostatak na kraju + kvara brtve + trn koji nije otporan na kiseline.
① Otkazivanje brtve + trna koja nije otporna na kiselinu
Provjera kvara krajnjeg zaptivača: izvršite ispitivanje nepropusnosti na istoj seriji proizvoda, secirajte slomljene spojeve izolatora i pregledajte unutrašnje komponente od hrđe.
Ispitivanje nepropusnosti je da se na kompozitni izolator nanese 70% nazivnog mehaničkog opterećenja u trajanju od 96 sati, zatim se kraj omota penetrantom na 20 minuta, te se vizualnim pregledom provjeri da li je boja prodrla u kraj i dubinu prodiranja i anatomija. Sve dok dubina prodiranja ne dosegne šipku jezgra, krajnja brtva se smatra kvalifikovanom.
Otkazivanje brtve na kraju često je primjer. Test brtvljenja iste serije proizvoda možda neće otkriti problem, ali ako na kraju dođe do kvara zaptivke, trebat će neko vrijeme da se proces korozije pod naprezanjem u potpunosti dogodi, tako da krajnji spojevi često hrđaju iznutra Stoga, je najdirektnije i najefikasnije sredstvo za seciranje krajeva slomljenih izolatora i otkrivanje komponenti rđe.
Provjera kvara zaptivanja uzrokovanog lošim materijalom omotača: provedite ispitivanje praćenja i gubitka električne korozije materijala za pokrivanje kišobrana za istu seriju proizvoda.
Praćenje propuštanja materijala pokrivača kišobrana i ispitivanje otpornosti na električnu koroziju je da se izolatorski pokrivač kišobrana reže na ravan uzorak određene debljine i koristi metodu konstantnog napona praćenja za testiranje, ispitni napon je AC 4,5kV, a uzorak može izdržati 6h i korozija Ako dubina ne prelazi 2,5 mm, smatra se da je test prošao.
Provjera kvara zaptivke omotača uzrokovanog nepravilnom ugradnjom prstena za izjednačavanje tlaka: provjerite da li je prsten za izjednačavanje postavljen obrnuto, da li je položaj instalacije ispravan i izvršite proračun verifikacije električnog polja na planu konfiguracije prstena za izjednačavanje.
Provjera kvara zaptivača uzrokovanog lošim sučeljem trna i omotača: Izvršiti test propusnosti trna, test difuzije vode sa omotačem, test otpornosti na porast temperature frekvencije snage, test strmih valova i autopsiju za istu seriju izolatora.
Provjera otpornosti trna na kiselinu: Izvršite test otpornosti trna na kiselinu na slomljenim izolatorima ili proizvodima iste serije.
Test otpornosti na kiselinu štapa jezgra je da se odlepi deo omotača izolatora da bi se otkrio štap jezgra, a zatim ga polirati i umotati sa 1mol/L dušične kiseline. Istovremeno se primjenjuje određena sila zatezanja tokom 96h. Vrijednost zatezne sile je proizvod površine šipke jezgra i 300MPa, kao što je 96h. Ako stražnji trn nije oštećen i nema očigledne pukotine na površini, smatra se da trn mora biti otporan na kiseline i spoj. (Također poznat kao trn otporan na kiseline)
Za detaljnije informacije o gore navedenim metodama ispitivanja i kriterijumima, pogledajte"GB/T 19519-2014 Izolatori nadzemnih vodova-ovjesni i kompozitni izolatori naprezanja za sisteme naizmjenične struje sa nominalnim naponom većim od 1000V, definicijom, metodama ispitivanja i Kriterijumi prihvatanja".
② Ostaci proizvodnih grešaka na kraju + kvar zaptivke + trna koja nije otporna na kiselinu
Provjera kvara brtve i trna koji nije otporan na kiselinu je ista kao gore. Krajnji proizvodni nedostaci mogu se provjeriti ispitivanjem opterećenja mehaničkim razaranjem na istoj seriji proizvoda. Međutim, krajnji proizvodni nedostaci su često slučaj i teško je precizno ući u trag izvoru kroz test. To može biti potpomognuto krajnjom strukturom i položajem prijeloma. Ako kraj ima klinastu strukturu, a lom se nalazi unutar krajnjeg okova i blizu je kraja zabijenog klina, to znači da postoji veća mogućnost greške u proizvodnji unutra.
4.2 Propadanje
Ako se procijeni da je krhki lom, prema gore navedenom, to može biti unutarnje dugotrajno pražnjenje uzrokovano slomljenom brtvom koja uzrokuje pucanje strune, ili šipka jezgre ima unutarnji defekt koji erodira omotač od iznutra prema van i uzrokuje unutarnje dugotrajno pražnjenje koje uzrokuje pucanje strune.
① Punjenje zaptivke + dugotrajno unutrašnje pražnjenje
Metoda verifikacije kvara krajnjeg zaptivača i oštećenja omotača je u skladu sa prethodnim odeljkom 3.1.
Ako se na trnu pronađe rupa, ključ za procjenu je da li je rupa uzrokovana vanjskim uzrokom koji uzrokuje kvar brtvljenja omotača ili je uzrokovana unutarnjim defektom i perforacijom. Možete početi s razlikom u sastavu između unutarnje i vanjske strane rupe. Općenito, strana s većim udjelom karboniziranih komponenti ima veću mogućnost ranijeg početka pražnjenja, a vjerovatnoća da rupa krene s ove strane je veća.
② Šipka jezgra ima unutrašnje defekte
Poslednjih godina, unutrašnji defekti trna uglavnom su uzrokovani lošim interfejsom trna i omotača. Analiza valjanosti lošeg interfejsa: Izvršite test propusnosti šipke jezgra, test difuzije vode u omotaču šipke jezgra, test otpornosti na porast temperature frekvencije snage, test strmih talasa i obdukciju za istu seriju izolatora.
Ispitivanje propusnosti šipke jezgra je da se šipka jezgra izreže na uzorke dugačke 10 mm, smjer rezanja je okomit na šipku jezgre, dva kraja izbrusite brusnim papirom i stavite ih u crvenu ili ljubičastu otopinu metina. Otopina će se suočiti s uzorkom pod kapilarnim djelovanjem. Gornji kraj prodire, a mjeri se vrijeme dok otopina prodre do vrha unutar trna.
Ispitivanje vodene difuzije trna sa omotačem je da se trn iseče na uzorke dužine 30 mm, smer sečenja je okomit na trn, oba kraja polirati brusnim papirom, kuvati u 0,1% rastvoru NaCl 100h, a zatim primeniti 12kV AC napon za 1 min , Izmjerite struju curenja.
Test porasta temperature pojasa otpornog napona snage je primjena najvišeg radnog napona na izolator u trajanju od 30 minuta i korištenje infracrvenog zraka za mjerenje porasta temperature izolatora.
Test strmih talasa je da se izolator prokuva u vodi 42 sata i primeni impulsni napon sa strminom između 1000kV/us-1500kV/μs, plus i minus 25 puta svaki.
Obdukcija je uklanjanje omotača nožem ili vanjskom silom i promatranje stanja površine trna nakon što se omotač skine.
Detaljnije informacije o gore navedenom testu mogu se naći u"GB/T 19519-2014 Izolatori nadzemnih vodova sa nazivnim naponom više od 1000V AC sistem suspenzije i zatezanja kompozitnih izolatora Definicija, metode ispitivanja i kriteriji prihvatljivosti" .
Nakon eliminisanja problema sa brtvljenjem, svaka značajna abnormalnost u bilo kom od gore navedenih testova može utvrditi da će izolator verovatno imati problema sa interfejsom. Značajne abnormalne karakteristike svakog testa odnose se na:
Ispitivanje propusnosti štapa jezgra: Ispitni dio štapa jezgra je probijen rastvorom metina u roku od 15 minuta.
Trn sa testom difuzije vode u omotaču: struja curenja trna prelazi 1mA;
Test porasta temperature otpornosti na frekvenciju snage: Tokom testa laboratorijske simulacije, porast temperature šipke jezgre je značajan, a porast temperature postepeno raste s produžavanjem vremena pritiska; ako je u pitanju samo blagi porast temperature, može biti da je omotač vlažan, ali nema problema unutar trna.
Ispitivanje strmim talasom: unutrašnji slom štapa jezgra;
Nekropsija: Velika površina površine trna je direktno izložena.